Study of metal structure welded on the titanium malleable alloy

Abstract

The weldability of titanium and its alloys depends on their physical and chemical properties. The most important of them are: high activity of titanium at elevated temperatures, significant tendency of grain growth at heating and the possibility of brittle phases forming during cooling of the welded joint. Nitrogen, oxygen and especially hydrogen in wide range of concentrations with titanium form interstitial solid solutions. These gases sharply decrease plasticity and considerably increase hardness and strength of the metal. Interstitial impurities (gases) cause brittle failure of seams, increase their tendency towards cold cracking and delayed fracture. The metallographic examinations of the seams obtained by mechanized welding on the titanium malleable alloy ВТ 3-1 GOST 19807 (Ti-6Al-2Cr-2,5Mo-Zr by CR ISO 15608) by the wire ВТ 1-0 GOST 19807 in the medium of argon was carried out by us. It is established that abrupt changes in the structure and, correspondingly, properties occur in the dilution zone. The size of this zone depends on the following basic factors: method and welding conditions, chemical composition of the alloy, thickness of the sheets to be welded, conditions for welding. Dilution zone appears to be determining for the estimation of weldability of titanium alloys and operation capacity of welded joints.

Titano ir jo lydinių suvirinamumas daugiausia priklauso nuo jų fizikinių ir cheminių savybių. Svarbiausios iš šių savybių yra: aukštas titano aktyvumas esant padidintoms temperatūroms, padidintas grūdo augimas kaitinant ir trapių fazių susidarymo galymybė aušinant suvirintą jungtį. Azotas, deguonis ir ypač vandenilis dideliame koncentracijų diapozone sudaro su titanu kietus įterpimo tirpalus. Šios dujos žymiai sumažina metalo plastiškumą ir padidina jo kietumą bei stiprumą. Įterpimo priedai (dujos) skatina siūlių trapų irimą, didina jų polinkį šaltųjų plyšių susidarymui ir lėtam suirimui. Mes atlikome siūlių metalografinius tyrimus, gautus apvirinant mechanizuotu būdu deformuojamąjį titano lydinį ВТ 3-1 GOST 19807 (Ti-6Al-2Cr-2,5Mo-Zr pagal CR ISO 15608) viela ВТ 1-0 GOST 19807 argono aplinkoje. Nustatyta, kad didžiausi struktūros pasikeitimai, ir atitinkamai, savybių pasikeitimai įvyksta sulydymo srityje. Šios zonos dydis priklauso nuo šių pagrindinių faktorių: suvirinimo metodų ir režimų, lydinio cheminės sudėties, suvirinamų lapų storio, suvirinimo sąlygų. Sulydimo sritis yra svarbiausia, įvertinant titano lydinių suvirinamumą ir suvirintųjų jungčių darbingumą.